(57)【要約】【課題】ノック判定基準値を運転者或いは搭乗者の好みに応じて変更できるようにする。【解決手段】運転者がノック判定基準値設定スイッチ２８を操作すると、指示レベル演算部３３ｂはスイッチ２８からの出力値ｎを読込み、この出力値ｎに応じた指示レベルｋを設定する。そしてノック判定基準値演算部３３ｃにおいて統計値演算部３３ａで求めた平均値ｍ、標準偏差σと指示レベルｋとに基づき、ノック判定基準値ＫＮＬＶを算出する（ＫＮＬＶ←ｍ＋ｋ・σ）。その結果ノック判定基準値設定スイッチ２８を操作することで、ノック判定基準値ＫＮＬＶを運転者や搭乗者の好みに応じて変更することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのノック強度を検出するノック強度検出手段と、前記ノック強度検出手段で検出したノック強度と予め設定されているノック判定基準値とを比較し、前記ノック強度が前記ノック判定基準値よりも大きいとき、ノック発生と判定するノック判定手段とを有する車両用エンジンの制御装置において、
操作者により操作されるノック判定基準値操作手段と、
前記ノック判定基準値操作手段の操作に応じて、前記ノック判定基準値を変更するノック判定基準値設定手段とを備えたことを特徴とする車両用エンジンの制御装置。
【請求項２】
前記ノック判定基準値操作手段は、予め設定されている前記ノック判定基準値の上限値と下限値との間で変更可能であることを特徴とする請求項１記載の車両用エンジンの制御装置。
【請求項３】
前記ノック判定基準値の下限値は、聴感上ノック音を認識できない値に設定されていることを特徴とする請求項２記載の車両用エンジンの制御装置。
【請求項４】
前記ノック判定基準値の上限値は、前記エンジンに損傷を与えることのないノック強度の上限値に設定されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用エンジンの制御装置。
【請求項５】
前記ノック判定基準値操作手段は、前記ノック判定基準値を前記上限値と前記下限値との間で複数段階に変更可能であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の車両用エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのノック強度からノック発生の有無を判定するノック判定基準値を運転者や搭乗者の好みに応じて変更することのできる車両用エンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンにノックが発生するとエンジン損傷の原因となるため、点火時期を直ちに遅角補正して、ノックを回避する必要がある。ノック判定はノックセンサで検出したエンジンのノッキング振動の強度（ノック強度）を示す信号と予め設定されているノック判定基準値とを比較して行い、ノックセンサで検出したノック強度がノック判定基準値を越えている場合、ノック発生と判定する。
【０００３】
燃費向上の観点からは、ノック発生直前まで点火時期を進角させて出力を向上させた方が好ましく、ノック判定は高精度に行う必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１（特開２００９−２５０２１２号公報）には、ノックセンサで検出したノック強度に各気筒のノイズレベルの差を縮小するゲインを乗算して補正値を求め、この補正値とノック判定基準値とを比較してノック発生の有無を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５０２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した文献に開示されている技術によれば、検出されるノック強度に所定ゲインを乗じて補正値を求めることにより、各気筒間のノック強度のバラツキが縮小され、ノック検出精度を向上させることができる。
【０００７】
ところで、ノック音は運転者や搭乗者に聴感上の不快感を与えるものであるため、ノック判定基準値は、ノック発生によるエンジンの損傷を防止するのみならず、運転者或いは搭乗者に対して聴感上の不快感を与えないノック強度に基づいても設定されている。
【０００８】
従って、ノック発生を検出した場合であっても、聴感上の不快感を気にしなければエンジンに損傷を与えることのない範囲まで点火時期を進角させることができる。点火時期を進角させることで、エンジン出力や燃費を向上させることができる。
【０００９】
ノック音による聴感上の不快感を許容して燃費を重視する運転を好むか、燃費を犠牲にしても当該ノック音による聴感上の不快感を解消した状態での運転を好むかは、運転者（或いは搭乗者）の恣意的な判断による。
【００１０】
しかし、上述した文献に開示されている技術では、ノック判定基準値が自動的に設定されてしまうため、運転者（或いは搭乗者）の好みにあったノック判定基準値を設定することができず、特に、燃費を重視する運転者にとっては使い勝手が悪いと云う不都合がある。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、運転者或いは搭乗者の好みに合うノック判定基準値をエンジンに損傷を与えない範囲で設定することができて、使い勝手の良い車両用エンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、エンジンのノック強度を検出するノック強度検出手段と、前記ノック強度検出手段で検出したノック強度と予め設定されているノック判定基準値とを比較し、前記ノック強度が前記ノック判定基準値よりも大きいとき、ノック発生と判定するノック判定手段とを有する車両用エンジンの制御装置において、操作者により操作されるノック判定基準値操作手段と、前記ノック判定基準値操作手段の操作に応じて、前記ノック判定基準値を変更するノック判定基準値設定手段とを備えた。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、運転者がノック判定基準値操作手段を操作することで、運転者或いは搭乗者の好みに合うノック判定基準値を、エンジンに損傷を与えない範囲で設定することができるため、使い勝手が良く、特に、ノック判定基準値をエンジンに損傷を与えない範囲の上限値に設定すれば、エンジン出力や燃費を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】エンジン制御系の構成図
【図２】点火時期制御にかかる機能ブロック図
【図３】ノックセンサ出力値の頻度分布を示す図表
【図４】ノック判定用指示レベル設定ルーチンを示すフローチャート
【図５】ノック判定基準値設定スイッチのクリック段数と当該スイッチの出力値[%]との関係を示す図表
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図１の符号１はエンジンであり、このエンジン１の上部にシリンダヘッド２が設けられ、このシリンダヘッド２に、エンジン１の燃焼室１ａに連通する吸気ポート３と排気ポート４とが設けられている。又、シリンダヘッド２には、吸気ポート３を開閉する吸気弁５と排気ポート４を開閉する排気弁６とが配設され、更に、燃焼室１ａ内に先端の放電電極を露呈する点火プラグ７が取り付けられている。
【００１６】
又、吸気ポート３には、吸気マニホルド８が連通され、この吸気マニホルド８の吸気ポート３直上流側に、インジェクタ９が燃料噴射口を吸気弁５の方向へ指向した状態で配設されている。吸気マニホルド８は吸気通路１０に連通され、この吸気通路１０の中途にスロットル弁１１が配設されている。
【００１７】
スロットル弁１１は、本実施の形態においては、その弁開度が電子的に制御される電子制御式スロットル弁であり、スロットル弁１１を駆動するモータ等のスロットルアクチュエータ２０が連設され、このスロットル弁１１の上流側に、エアクリーナ１２が配設されている。一方、排気ポート４は、排気マニホルド１３を介して排気通路１４に連通され、この排気通路１４の中途に触媒１５が介装されている。
【００１８】
又、符号３１は、エンジン１を電子的に制御する電子制御装置（ＥＣＵ）であり、センサ出力処理回路、及び、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを有し、その他、Ａ／Ｄ変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を備えている。
【００１９】
ＥＣＵ３１の入力側に、運転状態を検出する各種スイッチ・センサ類が接続され、又、出力側にエンジン１に備えられた各種機器類が接続されている。このＥＣＵ３１の入力側に接続されるスイッチ・センサ類としては、エアクリーナ１２直下流に設けられて吸入空気量を検出する吸入空気量センサ２２、エンジン１のシリンダヘッドやシリンダブロックに取付けられてエンジン１のノック強度を検出するノック強度検出手段としてのノックセンサ２３、排気通路１４の触媒１５上流側に配設された空燃比センサ２４、クランク軸の回転角からクランク角を検出するクランク角センサ２５、アクセルペダル（図示せず）の踏込量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２６、スロットル弁１１の開度を検出するスロットル開度センサ２７、運転席側のインストルメントパネルやステアリングホイール付近等に設けられたノック判定基準値操作手段としてのノック判定基準値設定スイッチ２８等が備えられている。
【００２０】
一方、ＥＣＵ３１の出力側に接続されるアクチュエータ類としては、上述のインジェクタ９、スロットルアクチュエータ２０、点火プラグ７に接続される点火コイル（図示せず）をＯＮ，ＯＦＦするイグナイタ２１等がある。
【００２１】
ＥＣＵ３１は、エンジン運転状態を検出するセンサ・スイッチ類からの信号に基づいて、各種制御量を演算し、燃料噴射量制御、点火時期制御等のエンジン制御を実行する。点火時期制御では、クランク角センサ２５で検出した所定クランク角の間隔時間に基づいて算したエンジン回転数と吸入空気量或いは燃料噴射量等に基づいて算出したエンジン負荷とに基づきマップ参照等により点火時期を設定する。そして、クランク角が点火時期に対応する進角度に達したとき、イグナイタ２１に対して点火信号を出力して点火プラグ７を火花点火させる。その間、ノックセンサ２３で検出したノック信号を監視し、ノック発生を検出したときは、点火時期を直ちに遅角させて、ノックを回避する。
【００２２】
図２に、ＥＣＵ３１に備えられているノック判定に関る機能構成を示す。ＥＣＵ３１は、ノック判定に関わる機能としてセンサ出力処理部３２、マイクロコンピュータによるノック判定演算部３３、及び点火時期制御部３４を備えている。センサ出力処理部３２は、ノックセンサ２３で検出したノック信号の成分からノック判定に必要な周波数帯域のみを抽出するバンドパスフィルタ３２ａ、バンドパスフィルタ３２ａを通過したノック信号のピーク値を検出するピーク検出部３２ｂ、ピーク検出部３２ｂで検出したピーク値を対数変換し、その値をノック強度として算出する対数変換部３２ｃを備えている。
【００２３】
又、ノック判定演算部３３は、ノック判定を行う機能として、統計値演算部３３ａ、指示レベル演算部３３ｂ、ノック判定基準値設定手段としてのノック判定基準値演算部３３ｃ、ノック判定手段としてのノック判定部３３ｄを備えている。統計値演算部３３ａは、対数変換部３２ｃで算出したノックが発生していないときのノック強度のピーク値のデータを統計処理して、ノックが発生していないときのノック強度の平均値（中央値）ｍと標準偏差σとを算出する。
【００２４】
指示レベル演算部３３ｂは、運転者の操作したノック判定基準値設定スイッチ２８の出力値ｎ[%]を読込み、この出力値ｎに対応する指示レベルｋを設定する。この指示レベルｋは、具体的には、図４に示すノック判定用指示レベル設定ルーチンに従って求められる。
【００２５】
このルーチンでは、先ず、ステップＳ１で、運転者の操作したノック判定基準値設定スイッチ２８の出力値ｎ[%]を読込む。本実施形態で採用するノック判定基準値設定スイッチ２８は、ダイヤル式スイッチであり、運転者のダイヤル操作によりＯＦＦ位置と、ＯＮ位置が選択でき、更に、ＯＮ位置ではクリック機構により設定回転角毎にクリック動作されて、出力値ｎ[%]が複数段階に設定される。図５に示すように、ノック判定基準値設定スイッチ２８のクリック段数が６段に設定されている場合、ＯＦＦ位置から６段までの間のクリック位置に対応する０〜１００[%]の間で等分された出力値ｎが出力される。尚、ノック判定基準値設定スイッチ２８は連続可変式であっても良く、この場合、出力値ｎ[%]は連続した値となる。
【００２６】
そして、ステップＳ２へ進むと、出力値ｎが、ｎ＝０か、ｎ＞０か、すなわち、ノック判定基準値設定スイッチ２８がＯＦＦかＯＮかを調べ、ＯＦＦ（ｎ＝０）の場合は、ステップＳ３へ進み、ＯＮ（ｎ＞０）の場合は、ステップＳ４へ分岐する。
【００２７】
ステップＳ３へ進むと、指示レベルｋを下限値ｋ２で設定して（ｋ←ｋ２）、ステップＳ５へ進む。この指示レベルｋは、ノック判定基準値設定スイッチ２８からの出力値ｎに基づいて設定される。
【００２８】
図３には、統計値演算部３３ａで求めたノックが発生していないときのノック強度の平均値（中央値）ｍと標準偏差σに基づき求めたノック強度頻度分布（正規分布）が記載されている。尚、ノック発生時のノック強度頻度分布は、同図に一点鎖線で示すように、ノック強度が強い方向へ歪んだ分布となる。
【００２９】
ところで、従来のノック判定基準値ＫＮＬＶは、
ＫＮＬＶ←ｍ＋ｕ・σ  …（１）
で求めていた、ここで、ｕはエンジン１の運転領域毎に設定されるｕ値と称されるノック判定基準値を補正するための係数である。このｕ値はエンジン回転数に基づいて設定される可変値であり、エンジン回転数が高いほど大きな値に設定される。
【００３０】
（１）式で求める従来のノック判定基準値ＫＮＬＶは、運転者や搭乗者が聴感上、ノック音を認識することのできない値の最大値を示すノック強度に基づいて設定されている。従って、実際には、ノック強度が従来のノック判定基準値ＫＮＬＶよりも高い場合であっても、エンジン１に損傷を与えることのない範囲であれば点火時期を更に進角させることが可能である。
【００３１】
そのため、本実施形態では、従来のノック判定基準値ＫＮＬＶで設定されるｕ値を下限値ｋ２として設定し（ｋ２←ｕ）、その下限値ｋ２に一定値を加算してエンジン１に損傷を与えることのない上限値ｋ１を設定する。従って、上述したステップＳ３で設定される下限値ｋ２は、従来のｕ値と同じ値であり、聴感上ノック音を認識できない値の上限に設定されている。
【００３２】
その結果、図３に示すように、ノック判定基準値ＫＮＬＶの最小値はｍ＋ｋ２・σとなり、最大値はｍ＋ｋ１・σとなる。運転者はノック判定基準値設定スイッチ２８を操作することで、ノック判定基準値ＫＮＬＶを、（ｋ２・σ）〜（ｋ１・σ）の間で可変設定することができる。
【００３３】
そして、ステップＳ２からステップＳ４へ分岐すると、ノック判定基準値設定スイッチ２８の出力値ｎ[%]に基づき、指示レベルｋを、
ｋ←（ｋ１・ｎ＋ｋ２（１−ｎ））  …（２）
から求めて、ステップＳ５へ進む。
【００３４】
そして、ステップＳ３、或いはステップＳ４からステップＳ５へ進むと、指示レベルｋを出力してルーチンを抜ける。
【００３５】
この指示レベルｋは、ノック判定基準値演算部３３ｃで読込まれる。ノック判定基準値演算部３３ｃでは、統計値演算部３３ａで求めた平均値ｍと指示レベルｋと標準偏差σとに基づき、ノック判定基準値ＫＮＬＶを、
ＫＮＬＶ←ｍ＋ｋ・σ  …（３）
から算出する。指示レベルｋは、運転者の操作したノック判定基準値設定スイッチ２８によって可変設定されるため、ノック判定基準値ＫＮＬＶはノック判定基準値設定スイッチ２８の操作により変更することができる。
【００３６】
ノック判定部３３ｄは、対数変換部３２ｃで対数変換したノック強度のピーク値と、ノック判定基準値演算部３３ｃで算出したノック判定基準値ＫＮＬＶとを比較する。そして、ノック強度のピーク値がノック判定基準値ＫＮＬＶを越えた場合、ノック発生と判定し、点火時期制御部３４に遅角指令信号を出力して、点火時期を遅角補正する。一方、ノック強度のピーク値がノック判定基準値ＫＮＬＶよりも低い場合はノック発生なしと判定し、点火時期制御部３４に進角指令信号を出力して、点火時期を更に進角補正する。点火時期を進角させることで、エンジン出力や燃費を向上させることができる。
【００３７】
このように、本実施形態ではノック判定基準値ＫＮＬＶを、運転者がノック判定基準値設定スイッチ２８を操作することで、運転者或いは搭乗者の好みに合うノック判定基準値をエンジンに損傷を与えない範囲で設定することができ、使い勝手がよい。この場合、ノック判定基準値ＫＮＬＶを最大値側へ設定するに従い、ノック音は大きくなるがエンジン出力、燃費は向上させることができる。
【符号の説明】
【００３８】
１…エンジン、
２３…ノックセンサ、
２８…ノック判定基準値設定スイッチ、
３１…電子制御装置、
３２…センサ出力処理部、
３３…ノック判定演算部、
３３ｂ…指示レベル演算部、
３３ｃ…ノック判定基準値演算部、
３３ｄ…ノック判定部、
ｋ１…上限値、
ｋ２…下限値、
ＫＮＬＶ…ノック判定基準値、
ｍ…平均値、
σ…標準偏差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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